[发明专利]一种含纳米碳酸钙的水性乳胶内墙涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水性乳胶内墙涂料及其制备方法，特别是涉及一种含有纳米碳酸钙、全丙烯酸酯共聚物乳液或苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液的水性乳胶涂料及其制备方法。

技术背景

传统的建筑涂料通常分为溶剂性涂料和水性涂料两大类。由于溶剂性涂料中含有大量的挥发性有机溶剂对环境造成污染而日渐被环保型水性涂料取代。水性乳胶涂料是以合成树脂水乳液为主要成膜物质与颜填料、助剂和水组成的涂料。内墙涂料的主要功能是装饰和保护室壁面。作为内墙涂料应具有涂层质地平滑、细腻、色彩柔和，具有耐碱性、耐水性、耐粉化性、透气性，同时，还应涂刷施工方便，价格合理。聚丙烯酸酯乳液是具有多种性能和用途很广的乳液，其中，全丙烯酸酯共聚物乳液、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液应已成功用于建筑涂料，对提高涂料的性能起到重要作用。典型的全丙烯酸酯共聚物乳液配方是单体丙烯酸丁酯28.46、甲基丙烯酸甲酯14.45、甲基丙烯酸0.876，乳化剂烷基苯聚醚磺酸钠1.31，引发剂过硫酸铵0.175，介质水54.72。典型的苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液的配方单体丙烯酸丁酯22.7，苯乙烯21.9，甲基丙烯酸甲酯1.9，甲基丙烯酸1.0，乳化剂MS-1 2.4，保护胶体聚甲基丙烯酸钠1.4，引发剂过硫酸铵0.24，PH缓冲剂碳酸氢钠0.22，介质水48.3。(引自《聚合物乳液合成原理性能及应用》化学工业出版社)。

纳米碳酸钙作为一种新型功能性填充材料广泛受到关注。在“纳米碳酸钙表面改性及在涂料中的应用研究”(北京化工大学学报1999年第2期)报道了对表面改性的纳米碳酸钙在聚酯氨基清漆中的应用。纳米级碳酸钙与普通微米级碳酸钙相比较，直接应用于有机介质中存在两个缺点：一是颗粒表面能高，处于热力学非稳定状态，极易聚集成团，从而影响了纳米碳酸钙的应用效果；碳酸钙表面亲水疏油，在有机介质中难于分散，与基料之间没有结合力，易造成界面缺陷，导致材料性能下降。所以，必须对纳米碳酸钙进行表面改性。在“内墙纳米漆及其制备方法”(中国专利申请号00125490.1)公开了一种内墙涂料的基本组分(质量份)为：纯水18～29、分散剂0.4～0.9、纳米抗菌粉0.4～0.9、纳米硅基氧化物2.6～3.4、成膜助剂1.4～2.6、增塑剂1.4～2.7、防冻剂1.2～2.3、消泡剂0.1～0.2、二氧化钛14～21、立德粉6～10、滑石粉7～9、轻钙9～12、流平剂0.2～0.4、苯丙乳液17～31，增稠剂0.5～0.7。是一种防霉抗菌、高强度、高韧性、抗老化性能强的水性内墙涂料。该涂料中纳米级颜填料的使用量很低，大量的颜填料仍然是普通级的。在组分中需要使用流平剂，在涂料制备过程中还需要经过砂磨。

发明内容

本发明的目的在于提出一种含有纳米碳酸钙的水性乳胶内墙涂料及制备方法，该涂料含有纳米碳酸钙、全丙烯酸酯共聚物乳液或苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液，纳米碳酸钙能均匀分散在水性乳胶涂料中，并能全面提高涂料的性能。在涂料制备过程中不需对纳米碳酸钙粒子进行表面改性处理，也不需要进行研磨处理，简化了生产工艺过程，节约了生产成本。

水性乳胶内墙涂料是以水性乳液为主要成膜物质与颜填料、助剂和水组成的涂料。本发明提出的涂料的颜填料中含纳米碳酸钙，成膜物质为改性聚合物乳液，(A)涂料的组成(质量份数)：(1)纳米碳酸钙：8～12；(2)改性聚合物乳液：22～40；(3)其他颜填料：22～35；(4)助剂A：0.5～0.72；(5)助剂B：0.68～1.07；(6)助剂C：0.82～1.07；(7)碳酸钙浆液水：27～34。(B)改性聚合物乳液的配方：(1)单体：由软单体和硬单体组成，软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸辛酯，硬单体为甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯，软单体∶硬单体(质量比)＝54∶46～56∶44；(2)乳化剂是单体总量的2％～3％；(3)引发剂为过硫酸铵，是单体总量的0.1％～0.3％；(4)第三组分甲基丙烯酸(MAA)是单体总量的1％；(5)去离子水是单体总量的128％～147％；(6)乳液固含量为40％～44％。

本发明涂料中纳米碳酸钙的粒径最好在50nm以下。

本发明涂料中其他颜填料为钛白粉、高岭土、立德粉、滑石粉、重晶石中的至少一种。

本发明涂料中助剂A为分散剂或分散剂与润湿剂。

本发明涂料中助剂B为成膜助剂、多功能助剂、防霉剂、杀菌剂中的至少一种。

本发明涂料中助剂C为防冻剂、消泡剂、pH调节剂、增稠剂中的至少一种。